Question

【题目】目前电能大都是通过电网采用有线方式传输的．人们一直梦想能大规模无线传输电能，梦想在日常生活中使无线充电得到普及，甚至不用电池．

（1）市场上支持无线充电的智能手机和充电器大部分采用Qi技术．其原理是：电流流过送电线圈产生磁场，受电线圈靠近该磁场时就会产生电流，给智能手机充电．下列实验与受电线圈处工作原理是相同的是____．

A.B.C.D.

（2）为研究无线传输电能，某科研小组在实验室试制了无线电能传输装置，在短距离内点亮了灯泡，如图甲所示．实验测得，接在b线圈上的用电器获得的电功率为输入a线圈电功率的40%．若把a线圈接入电压为220 V的电源，测得该线圈中的电流为0.2 A．b线圈中只接入一盏灯炮，此时该灯泡恰能正常发光，则该灯泡的功率为多大？__________

（3）如图乙所示，通过安置在插座上的电流转换器，将电能转换为超声波，电动小车上的接收器收到超声波讯号，可将其能量转换为电能为电池充电.已知：接收器接收到的超声波功率P与它和转换器间距离L的平方成反比，它将超声波能量转化为电能并储存在电池中的效率为50%．当小车与转换器间距离L0=1m时，接收器接收到的超声波功率P0=8W．当小车在平直路面上匀速行驶时，所消耗的电池电能的80%用于维持小车匀速行驶，小车受到的阻力为16N．

①当小车与转换器间距离为1m时，求电池充电1h所储存的电能；_______

②小车在平直路面上以0.2m/s的速度匀速行驶5min，求该过程中消耗的电池电能；_________

③若充电时小车与转换器之间距离L＝2m，则2h内所充电能可使小车以0.2m/s的速度匀速行驶多远？___

Answer 1

【答案】C 17.6W 1.44×104J 1.2×103J 360m

【解析】

（1）由题意可知，手机上的线圈，能将底座产生的变化的磁场转化为电流给手机电池充电，是利用电磁感应原理工作的；

A．此图是电磁继电器的原理图，是利用电流的磁效应制成的，故A不符合题意；

B．图中给导体通电，导体会运动，说明通电导体受到磁场力的作用，故B不符合题意；

C．图中是闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动能够产生感应电流，是电磁感应现象，故C符合题意；

D．此图是研究电磁铁磁性强弱与电流的有无的关系的实验，故D不符合题意；

（2）甲线圈输入功率为P总=UI=220V×0.2=44W，所以，乙线圈得到的功率，即灯泡的功率为P=P总η=44W×40%=17.6W；

（3）①电池充电1h后，接收器接收到的超声波能量为：W1=P0t=8W×3600s=2.88×104J；

由题意知，电池所储存的电能：E电=η1W=50%×2.88×104J=1.44×104J；

②小车在平直路面上匀速行驶5min的过程中，行驶的距离：s=vt=0.2m/s×5×60s=60m；

克服阻力做功W2=fs=16N×60m=960J；

消耗的电池能：J；

③由题意可得，，则，解得：P=2W，2h内转化成的机械能W′=Ptη1η2=2W×2×3600s×50%×80%=5760J；由W=fs可得，。